ZHCY211 December 2024 AMC0106M05 , AMC0106M25 , AMC0136 , AMC0311D , AMC0311S , AMC0386 , AMC0386-Q1 , AMC1100 , AMC1106M05 , AMC1200 , AMC1200-Q1 , AMC1202 , AMC1203 , AMC1204 , AMC1211-Q1 , AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1302-Q1 , AMC1303M2510 , AMC1304L25 , AMC1304M25 , AMC1305M25 , AMC1305M25-Q1 , AMC1306M05 , AMC1306M25 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC131M03 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1350-Q1 , AMC23C12 , AMC3301 , AMC3330 , AMC3330-Q1
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- 引言
- 隔離式信號鏈簡介
- 選擇樹
- 電流檢測
- 電壓感測
- EMI 性能
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終端設(shè)備
- 比較 HEV/EV 中基于采樣電阻和基于霍爾傳感器的隔離式電流檢測解決方案
- 直流電動汽車充電應(yīng)用中電流檢測的設(shè)計注意事項
- 在電機驅(qū)動器中使用隔離比較器進行故障檢測
- 在電機驅(qū)動器的 UCC23513 光兼容隔離式柵極驅(qū)動器中實現(xiàn)分立式 DESAT
- 交流電機驅(qū)動器中的隔離式電壓檢測
- 在服務(wù)器 PSU 中實現(xiàn)高性能隔離式電流和電壓檢測
- 其他參考設(shè)計/電路
隔離式放大器和隔離式調(diào)制器的性能比較
表 10 顯示了隔離式放大器和隔離式調(diào)制器的基本性能差異。
| 類別 | 隔離式放大器 | 隔離式調(diào)制器 |
|---|---|---|
| 采樣分辨率 | 11 位（帶寬 = 100kHz） | 可達到 > 14 位， 在分辨率與帶寬或延遲之間進行權(quán)衡 |
| 延遲 | 2μs 至 3μs（固定） | 可達到 < 1μs， 在分辨率與帶寬或延遲之間進行權(quán)衡 |
| 帶寬 | 工作頻率高達 300kHz 的應(yīng)用 | 可達到 > 1MHz， 在分辨率與帶寬或延遲之間進行權(quán)衡 |
| 精度和漂移性能 | 高 | 非常高 |
| 所需元件數(shù) | 較多 | 較少 |
在基于隔離式放大器的設(shè)計 中，測得的模擬信號經(jīng)過多次模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換。隔離式放大器內(nèi)的各級、差分轉(zhuǎn)單端級以及 ADC（位于 MCU 或 DSP 外部或內(nèi)部）會降低整體精度和噪聲性能，并增加延遲。隔離式放大器輸出級中的固定低通濾波器實現(xiàn)會限制信號帶寬。用于差分至單端轉(zhuǎn)換的外部基于運算放大器的電路可用于創(chuàng)建有源低通濾波器，進一步限制信號帶寬，從而提高噪聲性能。隔離式放大器具有固定的延遲?；诟綦x式放大器的設(shè)計被用戶熟知并且相對易于實現(xiàn)，因此得到廣泛使用。
如圖 2 所示，在基于隔離式調(diào)制器的設(shè)計 中，測得的模擬信號僅進行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換。此設(shè)計無需差分轉(zhuǎn)單端級，因此減少了元件數(shù)量，縮小了設(shè)計尺寸。此外，也無需基于隔離式放大器的設(shè)計中使用的 ADC。該 ADC 在許多情況下會限制可實現(xiàn)的最大采樣分辨率和精度。與基于隔離式放大器的設(shè)計相比，基于隔離式調(diào)制器的方法提高了信號噪聲性能和總體精度，并可以實現(xiàn)更高的信號帶寬和更低的延遲。隔離式調(diào)制器提供更快的數(shù)字比特流輸出，通常高達 20MHz。微控制器系列（如 TMS320F2807x 和 TMS320F2837x）內(nèi)的 Σ-Δ 濾波器模塊 (SDFM) 提供了一種調(diào)優(yōu)噪聲性能和信號帶寬或延遲的簡便方法。如表 2 所示，使用較高的過采樣率 (OSR) 可得到更高的精度和更高的采樣分辨率，但會降低信號帶寬并增加延遲。同樣，降低 OSR 會降低精度和采樣分辨率，但會增加帶寬并降低延遲。類似的 DSP 或 FPGA 也可以實現(xiàn)此類數(shù)字濾波器。
| OSR | ENOB（位） | 穩(wěn)定時間 (μs) | 延遲 (μs) | 帶寬 (kHz) |
|---|---|---|---|---|
| 8 | 4.65 | 1.2 | 0.6 | 1250 |
| 16 | 7.57 | 2.4 | 1.2 | 625 |
| 32 | 10.02 | 4.8 | 2.4 | 312.5 |
| 64 | 12.3 | 9.6 | 4.8 | 156.25 |
| 128 | 13.51 | 19.2 | 9.6 | 78.13 |
| 256 | 14.11 | 38.4 | 19.2 | 39.06 |
| 512 | 14.39 | 76.8 | 38.4 | 19.53 |
此外，如圖 3 所示，可以并行實現(xiàn)多個數(shù)字濾波器，以便同時實現(xiàn)更高的采樣分辨率、更低的延遲和更高的帶寬。其中一個數(shù)字濾波器可以是高 OSR 數(shù)字濾波器，用于獲得更好的噪聲性能；另一個數(shù)字濾波器可以是低延遲數(shù)字濾波器。
圖 3 兩個數(shù)字濾波器并行實現(xiàn)鑒于基于隔離式調(diào)制器的設(shè)計提供的系統(tǒng)優(yōu)勢，高性能系統(tǒng)趨向于轉(zhuǎn)向采用基于隔離式調(diào)制器的設(shè)計。